CN110085604B - Tft阵列基板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种TFT阵列基板及其制作方法。本发明的TFT阵列基板包括衬底、设于衬底上的第一金属层、设于衬底及第一金属层上的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的有源层及设于栅极绝缘层上的第二金属层，第一金属层包括栅极，有源层位于栅极上方，第二金属层包括间隔的源极及漏极，源极及漏极分别与有源层的两端接触，栅极绝缘层包括覆盖栅极的第一部分及连接第一部分的第二部分，第一部分的厚度小于第二部分的厚度，能够有效提升TFT器件的开态电流并降低阈值电压以提升其开关特性，从而提升产品的品质。

Description

TFT阵列基板及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT阵列基板及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(back light module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管阵列(Thin FilmTransistor Array，TFT Array)基板、及夹设于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT阵列基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动芯片与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT阵列基板，以便于控制液晶分子的运动，中段Cell制程主要是在TFT阵列基板与CF基板之间添加液晶，后段模组组装制程主要是驱动芯片压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
请参阅图1，为现有的一种TFT阵列基板的结构示意图，该TFT阵列基板包括衬底100、设于衬底100上的栅极200、设于衬底100及栅极200上的栅极绝缘层300、设于栅极绝缘层300上且位于栅极200上方的有源层400以及设于栅极绝缘层300上且与有源层400两端连接的源极500及漏极600，栅极200、栅极绝缘层300、有源层400、源极500及漏极600构成TFT器件，该TFT器件相当于一个开关，利用施加于栅极200上的电压来控制源极500与漏极600之间的电流。TFT器件的开关特性直接影响到液晶显示面板的性能，如何提升TFT器件的开关特性，尤其是TFT器件的开态电流特性，已经成为面板领域的研究重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TFT阵列基板，开关特性较好，产品品质高。
本发明的另一目的在于提供一种TFT阵列基板的制作方法，能够提升TFT阵列基板中TFT器件的开关特性，提升产品的品质。
为实现上述目的，本发明首先提供一种TFT阵列基板，包括衬底、设于衬底上的第一金属层、设于衬底及第一金属层上的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的有源层及设于栅极绝缘层上的第二金属层；
所述第一金属层包括栅极；所述有源层位于栅极上方；所述第二金属层包括间隔的源极及漏极，所述源极及漏极分别与有源层的两端接触；
所述栅极绝缘层包括覆盖栅极的第一部分及连接第一部分的第二部分；所述第一部分的厚度小于第二部分的厚度。
所述第一部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000021
所述第二部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000022
Figure BDA0002047992740000023
所述第一部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000024
所述第二部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000025
所述第一金属层还包括与栅极连接的扫描线以及与栅极及扫描线均间隔的电容极板；所述漏极的部分与电容极板重叠。
所述TFT阵列基板还包括设于第二金属层、有源层及栅极绝缘层上的钝化层及设于钝化层上的像素电极；所述钝化层设有位于漏极上方的过孔，所述像素电极经过孔与漏极接触。
本发明还提供一种TFT阵列基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1、提供衬底，在衬底上形成第一金属材料膜并进行图案化，形成栅极；
步骤S2、在衬底及栅极上形成绝缘材料膜并进行图案化，形成栅极绝缘层；所述栅极绝缘层包括覆盖栅极的第一部分及连接第一部分的第二部分；所述第一部分的厚度小于第二部分的厚度；
步骤S3、在栅极绝缘层上制作有源层，所述有源层位于栅极上方；在栅极绝缘层及有源层上形成第二金属材料膜并进行图案化，形成间隔的源极及漏极，所述源极及漏极分别与有源层的两端接触。
所述步骤S2中，对绝缘材料膜进行图案化形成栅极绝缘层的具体过程为：在绝缘材料膜上形成一层光阻膜，利用一道光罩对所述光阻膜进行图案化处理，在光阻膜上形成开口，所述开口的边缘位于栅极边缘的外侧；以光阻膜为遮挡对绝缘材料膜进行干蚀刻，减薄绝缘材料膜未被光阻膜遮挡的部分的厚度，形成栅极绝缘层。
所述第一部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000031
所述第二部分的厚度为
Figure BDA0002047992740000032
Figure BDA0002047992740000033
所述步骤S1中在对第一金属材料膜进行图案化形成栅极的同时还形成与栅极连接的扫描线以及与栅极及扫描线均间隔的电容极板；所述步骤S2中在衬底、栅极、扫描线及电容极板上形成绝缘材料膜；所述漏极的部分与电容极板重叠。
所述TFT阵列基板的制作方法还包括步骤S4、在源极、漏极、有源层及栅极绝缘层上形成钝化层，对钝化层进行图案化，形成位于漏极上方的过孔；在钝化层上制作像素电极，所述像素电极经过孔与漏极接触。
本发明的有益效果：本发明的TFT阵列基板包括衬底、设于衬底上的第一金属层、设于衬底及第一金属层上的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的有源层及设于栅极绝缘层上的第二金属层，第一金属层包括栅极，有源层位于栅极上方，第二金属层包括间隔的源极及漏极，源极及漏极分别与有源层的两端接触，栅极绝缘层包括覆盖栅极的第一部分及连接第一部分的第二部分，第一部分的厚度小于第二部分的厚度，能够有效提升TFT器件的开态电流并降低阈值电压以提升其开关特性，从而提升产品的品质。本发明的TFT阵列基板的制作方法能够提升TFT阵列基板中TFT器件的开关特性，提升产品的品质。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的TFT阵列基板的结构示意图；
图2为本发明的TFT阵列基板的俯视示意图；
图3为沿图2中的A-A’线的剖视示意图；
图4为沿图2中的B-B’线的剖视示意图；
图5为本发明的TFT阵列基板的制作方法的流程图；
图6为本发明的TFT阵列基板的制作方法的步骤S1的示意图；
图7至图9为本发明的TFT阵列基板的制作方法的步骤S2的示意图；
图10为本发明的TFT阵列基板的制作方法的步骤S3的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图2至图4，本发明提供一种TFT阵列基板，包括衬底10、设于衬底10上的第一金属层20、设于衬底10及第一金属层20上的栅极绝缘层30、设于栅极绝缘层30上的有源层40及设于栅极绝缘层30上的第二金属层50。所述第一金属层20包括栅极21。所述有源层40位于栅极21上方。所述第二金属层50包括间隔的源极51及漏极52，所述源极51及漏极52分别与有源层40的两端接触。栅极21、栅极绝缘层30、有源层40、源极51及漏极51构成TFT器件。
需要重点注意的是，所述栅极绝缘层30包括覆盖栅极21的第一部分31及连接第一部分31的第二部分32。所述第一部分31的厚度小于第二部分32的厚度。
具体地，所述第一部分31的厚度为
Figure BDA0002047992740000041
所述第二部分32的厚度为
Figure BDA0002047992740000042
优选地，所述第一部分31的厚度为
Figure BDA0002047992740000043
所述第二部分32的厚度为
Figure BDA0002047992740000044
具体地，所述第一金属层20还包括与栅极21连接的扫描线22以及与栅极21及扫描线22均间隔的电容极板23。所述漏极52的部分与电容极板23重叠，以形成存储电容。
具体地，请结合图7至图9，所述栅极绝缘层30可通过如下方式制得：在衬底10、栅极21、扫描线22及电容极板23上形成绝缘材料膜39，在绝缘材料膜39上形成一层光阻膜90，利用一道光罩对所述光阻膜90进行图案化处理，在光阻膜90上形成开口91，所述开口91的边缘位于栅极21边缘的外侧。以光阻膜90为遮挡对绝缘材料膜39进行干蚀刻，减薄绝缘材料膜39未被光阻膜90遮挡的部分的厚度，形成栅极绝缘层30。
具体地，所述第二金属层50还包括与源极51连接的数据线(未图示)。
具体地，请结合图2及图4，所述TFT阵列基板还包括设于第二金属层50、有源层40及栅极绝缘层30上的钝化层60及设于钝化层60上的像素电极70。所述钝化层60设有位于漏极52上方的过孔61，所述像素电极70经过孔61与漏极52接触。
具体地，所述TFT阵列基板可应用于液晶显示面板，也可应用于OLED显示面板。
需要说明的是，现有的TFT阵列基板中的栅极绝缘层是厚度均匀的膜层，本发明中通过使得栅极绝缘层30包括覆盖栅极21的第一部分31及连接第一部分31的第二部分32，并且使得第一部分31的厚度小于第二部分32的厚度，也即栅极21上方的栅极绝缘层30的厚度被减薄，在保证TFT阵列基板中数据线与扫描线23之间具有较小的电容的同时，能够有效地改善TFT器件的特性曲线，加大TFT器件的开态电流，降低TFT器件的阈值电压，提升TFT器件的开关特性，从而提升TFT阵列基板中像素的充电特性，以提升应用该TFT阵列基板的显示面板的显示画质，有效地提升了产品的品质。
请参阅图5，基于同一发明构思，本发明还提供一种TFT阵列基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1、请参阅图6，提供衬底10，在衬底10上形成第一金属材料膜并进行图案化，形成栅极21。
具体地，所述步骤S1中在对第一金属材料膜进行图案化形成栅极21的同时还形成与栅极21连接的扫描线22以及与栅极21及扫描线22均间隔的电容极板23。
步骤S2、请参阅图7及图9，在衬底10及栅极21上形成绝缘材料膜39并进行图案化，形成栅极绝缘层30。所述栅极绝缘层30包括覆盖栅极21的第一部分31及连接第一部分31的第二部分32。所述第一部分31的厚度小于第二部分32的厚度。
具体地，所述步骤S2中，对绝缘材料膜39进行图案化形成栅极绝缘层30的具体过程为：请参阅图8，在绝缘材料膜39上形成一层光阻膜90，利用一道光罩对所述光阻膜90进行图案化处理，在光阻膜90上形成开口91，所述开口91的边缘位于栅极21边缘的外侧，以光阻膜90为遮挡对绝缘材料膜39进行干蚀刻，减薄绝缘材料膜39未被光阻膜90遮挡的部分的厚度，形成栅极绝缘层30，栅极绝缘层30的第一部分31与光阻膜90的开口91对应，第二部分32与光阻膜90中开口91以外的区域对应。
具体地，所述第一部分31的厚度为
Figure BDA0002047992740000061
所述第二部分32的厚度为
Figure BDA0002047992740000062
优选地，所述第一部分31的厚度为
Figure BDA0002047992740000063
所述第二部分32的厚度为
Figure BDA0002047992740000064
具体地，所述步骤S2中在衬底10、栅极21、扫描线22及电容极板23上形成绝缘材料膜39。
步骤S3、请参阅图10，在栅极绝缘层30上制作有源层40，所述有源层40位于栅极21上方。在栅极绝缘层30及有源层40上形成第二金属材料膜并进行图案化，形成间隔的源极51及漏极52，所述源极51及漏极52分别与有源层40的两端接触。栅极21、栅极绝缘层30、有源层40、源极51及漏极51构成TFT器件。
具体地，所述漏极52的部分与电容极板23重叠，从而形成存储电容。
具体地，所述步骤S3中对第二金属材料膜进行图案化形成源极51及漏极52的同时还形成与源极51连接的数据线(未图示)。
步骤S4、请结合图2至图4，在源极51、漏极52、有源层40及栅极绝缘层30上形成钝化层60，对钝化层60进行图案化，形成位于漏极52上方的过孔61。在钝化层60上制作像素电极70，所述像素电极70经过孔61与漏极52接触。
需要说明的是，本发明中通过在栅极21及衬底10上形成绝缘材料膜39并对其进行图案化形成包括覆盖栅极21的第一部分31及连接第一部分31的第二部分32的栅极绝缘层30，并且使得第一部分31的厚度小于第二部分32的厚度，也即栅极21上方的栅极绝缘层30的厚度被减薄，在保证制得的TFT阵列基板中数据线与扫描线23之间具有较小的电容的同时，能够有效地改善TFT器件的特性曲线，加大TFT器件的开态电流，降低TFT器件的阈值电压，提升TFT器件的开关特性，从而提升TFT阵列基板中像素的充电特性，以提升应用该TFT阵列基板的显示面板的显示画质，有效地提升了产品的品质。
综上所述，本发明的TFT阵列基板包括衬底、设于衬底上的第一金属层、设于衬底及第一金属层上的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的有源层及设于栅极绝缘层上的第二金属层，第一金属层包括栅极，有源层位于栅极上方，第二金属层包括间隔的源极及漏极，源极及漏极分别与有源层的两端接触，栅极绝缘层包括覆盖栅极的第一部分及连接第一部分的第二部分，第一部分的厚度小于第二部分的厚度，能够有效提升TFT器件的开态电流并降低阈值电压以提升其开关特性，从而提升产品的品质。本发明的TFT阵列基板的制作方法能够提升TFT阵列基板中TFT器件的开关特性，提升产品的品质。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种TFT阵列基板，其特征在于，包括衬底(10)、设于衬底(10)上的第一金属层(20)、设于衬底(10)及第一金属层(20)上的栅极绝缘层(30)、设于栅极绝缘层(30)上的有源层(40)及设于栅极绝缘层(30)上的第二金属层(50)；
所述第一金属层(20)包括栅极(21)；所述有源层(40)位于栅极(21)上方；所述第二金属层(50)包括间隔的源极(51)及漏极(52)，所述源极(51)及漏极(52)分别与有源层(40)的两端接触；
所述栅极绝缘层(30)包括覆盖栅极(21)的第一部分(31)及连接第一部分(31)的第二部分(32)；所述第一部分(31)的厚度小于第二部分(32)的厚度；
所述第一部分(31)覆盖栅极(21)的顶面及侧面。
2.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一部分(31)的厚度为
Figure FDA0002634162330000011
所述第二部分(32)的厚度为
Figure FDA0002634162330000012
Figure FDA0002634162330000013
3.如权利要求2所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一部分(31)的厚度为
Figure FDA0002634162330000014
所述第二部分(32)的厚度为
Figure FDA0002634162330000015
4.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述第一金属层(20)还包括与栅极(21)连接的扫描线(22)以及与栅极(21)及扫描线(22)均间隔的电容极板(23)；所述漏极(52)的部分与电容极板(23)重叠。
5.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，还包括设于第二金属层(50)、有源层(40)及栅极绝缘层(30)上的钝化层(60)及设于钝化层(60)上的像素电极(70)；所述钝化层(60)设有位于漏极(52)上方的过孔(61)，所述像素电极(70)经过孔(61)与漏极(52)接触。
6.一种TFT阵列基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供衬底(10)，在衬底(10)上形成第一金属材料膜并进行图案化，形成栅极(21)；
步骤S2、在衬底(10)及栅极(21)上形成绝缘材料膜(39)并进行图案化，形成栅极绝缘层(30)；所述栅极绝缘层(30)包括覆盖栅极(21)的第一部分(31)及连接第一部分(31)的第二部分(32)；所述第一部分(31)的厚度小于第二部分(32)的厚度；
步骤S3、在栅极绝缘层(30)上制作有源层(40)，所述有源层(40)位于栅极(21)上方；在栅极绝缘层(30)及有源层(40)上形成第二金属材料膜并进行图案化，形成间隔的源极(51)及漏极(52)，所述源极(51)及漏极(52)分别与有源层(40)的两端接触；
所述第一部分(31)覆盖栅极(21)的顶面及侧面。
7.如权利要求6所述的TFT阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，对绝缘材料膜(39)进行图案化形成栅极绝缘层(30)的具体过程为：在绝缘材料膜(39)上形成一层光阻膜(90)，利用一道光罩对所述光阻膜(90)进行图案化处理，在光阻膜(90)上形成开口(91)，所述开口(91)的边缘位于栅极(21)边缘的外侧；以光阻膜(90)为遮挡对绝缘材料膜(39)进行干蚀刻，减薄绝缘材料膜(39)未被光阻膜(90)遮挡的部分的厚度，形成栅极绝缘层(30)。
8.如权利要求6所述的TFT阵列基板的制作方法，其特征在于，所述第一部分(31)的厚度为
Figure FDA0002634162330000021
所述第二部分(32)的厚度为
Figure FDA0002634162330000022
9.如权利要求6所述的TFT阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中在对第一金属材料膜进行图案化形成栅极(21)的同时还形成与栅极(21)连接的扫描线(22)以及与栅极(21)及扫描线(22)均间隔的电容极板(23)；所述步骤S2中在衬底(10)、栅极(21)、扫描线(22)及电容极板(23)上形成绝缘材料膜(39)；所述漏极(52)的部分与电容极板(23)重叠。
10.如权利要求6所述的TFT阵列基板的制作方法，其特征在于，还包括步骤S4、在源极(51)、漏极(52)、有源层(40)及栅极绝缘层(30)上形成钝化层(60)，对钝化层(60)进行图案化，形成位于漏极(52)上方的过孔(61)；在钝化层(60)上制作像素电极(70)，所述像素电极(70)经过孔(61)与漏极(52)接触。
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